PRACE ELEKTROTECHNICZNE
Podstawowe definicje.
Praca.
Praca w ścisłym tego słowa znaczeniu, to wszelki wysiłek człowieka zmierzający do zdobycia środków do zaspokajania potrzeb. Praca jest konieczna dla zdobycia różnych dóbr i musi być wykonana bez względu na trudności związane z jej wykonaniem.
Elektrotechnika.
Elektrotechnika to wytwarzanie i zużytkowanie energii elektrycznej, także nauka o urządzeniach technicznych do tego celu służących. To także dział nauki zajmujący się podstawami teoretycznymi i zastosowaniem zjawisk fizycznych z dziedziny elektryczności i magnetyzmu w różnych gałęziach gospodarki. Do zagadnień wchodzących w zakres elektrotechniki należą: wytwarzanie energii elektrycznej, jej przesyłanie i rozdzielanie; przetwarzanie w inne rodzaje energii, np.: mechaniczną, cieplną, chemiczną, świetlną; oraz przenoszenie za pośrednictwem fal elektromagnetycznych, sygnałów elektrycznych.
Elektrotechnika obejmuje między innymi takie dziedziny jak:
aparaty elektryczne,
miernictwo elektryczne,
Instalacja elektryczna to część sieci niskiego napięcia stanowiąca układ przewodów w budynku wraz ze sprzętem elektroinstalacyjnym, mający początek na zaciskach wyjściowych wewnętrznej linii zasilającej w złączu i koniec w gniazdkach wtyczkowych, wypustach oświetleniowych i zainstalowanych na stałe odbiornikach energii elektrycznej. Służy do dostarczania energii elektrycznej lub sygnałów elektrycznych do odbiorników. Potocznie, instalacje elektryczną rozumie się często tylko jako ułożone na stałe przewody elektryczne.
Na przykład instalacja elektryczna w budynku mieszkalnym składa się z układu zasilania niskiego napięcia, obejmującego:
przyłącze i złącze kablowe,
piony i linie zasilające,
instalację odbiorczą,
odpowiednią liczbę obwodów.
Aparaty elektryczne to grupa przyrządów głównie elektromechanicznych, ale także elektromagnetycznych, elektronicznych lub mieszanych, które pełnią funkcje:
łączeniowe (załączanie i wyłączanie prądu),
pomiarowe (np. wielkości elektrycznych),
przeciwprzepięciowe,
ograniczanie prądów zwarciowych,
innego rodzaju np. rozruchowo-regulacyjne itp.
Podstawowe cechy aparatów elektrycznych to:
przewodzenie prądów roboczych i zakłóceniowych,
izolowanie elektryczne części pod napięciem od uziemionych,
łączenie prądów roboczych, zwarciowych i nietypowych roboczych,
Do aparatów elektrycznych zalicza się:
aparaty do celów pomiarowych:
układy halotronowe
rozdzielnice jako element zestawu,
inne:
Urządzenia elektryczne to urządzenia niskiego napięcia o mocach znamionowych rzędu kilowatów, wchodzące w skład instalacji elektrycznych w obiektach nieprzemysłowych i przemysłowych, a także urządzenia oraz instalacje teletechniczne i elektroniczne, przyrządy i obwody pomiarowe, sygnalizacje, sterowania, monitorowania i inne. Najprostsza definicja jest taka, że są to urządzenia domowe lub przemysłowe korzystające z zasilania z sieci elektroenergetycznej.
Zabezpieczenia elektryczne to aparaty elektryczne chroniące obwody elektryczne, urządzenia w nich występujące lub osoby obsługujące przed skutkami nieprawidłowego działania sieci lub urządzeń np. zwarć.
Rodzaje zabezpieczeń w sieciach elektrycznych:
przeciążeniowe - przerywają obwód elektryczny po przekroczeniu w przewodzie określonego natężenia prądu.
przeciwprzepięciowe - SPD - chronią urządzenia przed przepięciami występującymi w sieci np. ogranicznik przepięć typu 1, 2 lub 3.
przeciw asymetrii - chroniące urządzenia wielofazowe przed zanikiem jednej z faz prądu trójfazowego.
wyłączniki różnicowoprądowe - stosowany skrót RCD, z języka angielskiego.
Definicje maszyny elektrycznej różnią się między sobą, podobnie jak to, co należy uznać za maszynę elektryczną. Przykłady definicji:
Urządzenie, które na zasadzie indukcji magnetycznej przetwarza energię albo bez udziału ruchu mechanicznego (transformator), albo z udziałem ruchu mechanicznego (maszyna elektryczna wirująca albo liniowa). W układach elektromaszynowych następuje przetwarzanie energii mechanicznej na elektryczną (w prądnicach), elektrycznej na mechaniczną (w silnikach) albo elektrycznej jednego rodzaju na elektryczną innego rodzaju (w transformatorach i przetwornicach).
Urządzenie elektromechaniczne przetwarzające energię mechaniczną na elektryczną (prądnica), elektryczną na mechaniczną (silnik elektryczny) lub elektryczną na elektryczną o innych parametrach (przetwornica elektryczna).
Do najbardziej popularnych maszyn elektrycznych należą:
Maszyny synchroniczne (silnik synchroniczny, prądnica synchroniczna)
Maszyny indukcyjne (silnik asynchroniczny, prądnica asynchroniczna)
Maszyny komutatorowe prądu stałego i zmiennego
Transformatory
Miernictwo to praktyczna część metrologii. Obejmuje techniczne aspekty wykonywania pomiarów, wykorzystania i konstrukcji przyrządów pomiarowych. Nie obejmuje problemu analizy wyników a tylko ich uzyskanie. Miernictwo w połączeniu z metodami matematycznymi rachunku błędów tworzy naukę - metrologię. Miernictwo elektryczne natomiast to jedna z najważniejszych części elektrotechniki, gdyż bardzo wiele pomiarów jest wykonywanych przy wykorzystaniu przetworników elektrycznych.
Automatyka jest dziedziną nauk technicznych zajmującą się analizą i modelowaniem matematycznym obiektów i układów różnej natury (np. cieplnych, chemicznych, elektrycznych, mechanicznych, hydraulicznych, pneumatycznych). Stworzony model pozwala na zastosowanie teorii sterowania do stworzenia układu (zwanego regulatorem, sterownikiem, kontrolerem) sterującego danym obiektem, procesem lub układem tak, by ten zachowywał się w pożądany sposób. Na przestrzeni wielu lat w postępującym procesie automatyzacji w różnych dziedzinach techniki pojawiały się praktyczne rozwiązania układów regulujących samoczynnie (np. obroty maszyn czy ciśnienia w zbiornikach). Analizę zachowań tych układów traktowano jako część odpowiedniej dziedziny techniki (np. teorii maszyn czy pneumatyki), co sprawiało, że wiedza na temat regulacji była porozrzucana pośród różnych działów nauki. Automatyka organizuje cały ten dorobek, uogólniając go przy tym i upraszczając. Automatykę można również zdefiniować jako dziedzinę wiedzy, która zajmuje się możliwościami wyeliminowania lub ograniczenia udziału człowieka w czynnościach związanych ze sterowaniem różnorodnymi procesami, głównie technologicznymi i przemysłowymi.
Robotyka to interdyscyplinarna dziedzina wiedzy działająca na styku mechaniki, automatyki, elektroniki, sensoryki, cybernetyki oraz informatyki. Domeną robotyki są również rozważania nad sztuczną inteligencją - w niektórych środowiskach robotyka jest wręcz z nią utożsamiana. Początek rozwoju robotyki jako dziedziny wiedzy przypada na rok 1961. Wtedy to w General Motors uruchomiono pierwszy manipulator pracujący na linii produkcyjnej.
Podział robotyki:
robotyka teoretyczna,
robotyka przemysłowa: zastosowanie robotów i manipulatorów w przemyśle i budownictwie,
robotyka medyczna i rehabilitacyjna: roboty chirurgiczne, rehabilitacyjne, protetyka,
robotyka maszyn mobilnych;
kołowych,
kroczących,
latających,
podwodnych,
kosmicznych.
Mechatronika to nauka istniejąca na styku pięciu innych dziedzin wiedzy: mechaniki, elektroniki, informatyki, automatyki i robotyki. Słowo mechatronika pojawiło się po raz pierwszy w roku 1969 w Japonii. Zgodnie z definicją mechatronika jest "synergiczną kombinacją mechaniki precyzyjnej, elektronicznego sterowania i systemowego myślenia przy projektowaniu produktów i procesów produkcyjnych". Nazwa mechatronika powstała w Japonii w latach 70. XX wieku do określania nowej wiedzy działalności inżynierskiej związanej z ekspansją robotów i automatów w procesach produkcyjnych. Mechatronika jako dziedzina nauki i działalności człowieka obejmuje 3 podstawowe dziedziny, tj. mechanikę, elektronikę i informatykę, które uzupełniają optyka, fotonika i technologia produkcji. Przedmiotem zainteresowań i zastosowań mechatroniki są między innymi:
układy sterowania pojazdami
nowoczesne zabawki
zaawansowany sprzęt gospodarstwa domowego,
urządzenia automatyki i robotyki
obrabiarki sterowane numerycznie
aparatura medyczna
obszary pomiarów w zakresie nano
informatyka
mikromechanika
techniki multimedialne
zagadnienia dotyczące źródeł światła, czyli zagadnienia konstrukcyjne i eksploatacyjne, dotyczące żarówek i różnych odmian lamp wyładowczych oraz osprzętu umożliwiającego zapłon i świecenie źródeł
zagadnienia dotyczące opraw oświetleniowych, czyli zagadnienia konstrukcyjne i eksploatacyjne, dotyczące formowania rozsyłu światła w przestrzeni oraz przyłączania źródeł światła do sieci zasilającej
fotometrię, która obejmuje pomiary światła. Na podstawie tych pomiarów określa się wartości podstawowych wielkości, które charakteryzują: źródła światła, oprawy oświetleniowe oraz cechy wytworzonego światła
kolorymetrię, czyli określanie barwy światła na podstawie pomiarów i obliczeń
technikę oświetlania, czyli zagadnienia dotyczące sposobów stosowania światła w celu oświetlenia wnętrz, dróg i innych obiektów.
Elektrotermia jest działem nauki i techniki dotyczącym przemian energii elektrycznej w ciepło do celów użytkowych lub przemysłowych. Do przemian elektrotermicznych powszechnych w przemyśle należą:
Przemiana oporowa, gdzie ciepło jest wytwarzane kosztem pracy prądu elektrycznego, który przepływa przez przewodnik elektryczny w stanie stałym.
Przemiana elektrodowa, gdzie ciepło jest wytwarzane w cieczy kosztem pracy prądu elektrycznego, który jest doprowadzony do tej cieczy za pomocą elektrod.
Przemiana łukowa, gdzie ciepło jest wytwarzane kosztem pracy prądu elektrycznego, który przepływa przez środowisko gazowe w obszarze wyładowania łukowego.
Przemiana indukcyjna, polegająca na wytwarzaniu ciepła w środowisku przewodzącym, kosztem energii pola elektromagnetycznego, działającego na to środowisko.
Przemiana pojemnościowa, polegająca na wytwarzaniu ciepła w środowisku dielektrycznym, kosztem energii pola elektromagnetycznego, działającego na to środowisko.
Przemiana promiennikowa, gdzie ciepło jest wytwarzane kosztem energii promienistej, emitowanej przez elektryczne źródło promieniowania podczerwonego.
Przemiana elektronowa, gdzie ciepło jest wytwarzane kosztem energii kinetycznej strumienia elektronów przyspieszanych w polu elektrycznym.
Przemiana plazmowa, gdzie ciepło jest wytwarzane kosztem energii wewnętrznej plazmy, wytwarzanej w obszarach wyładowań wielkiej częstotliwości.
Przemiana mikrofalowa, gdzie ciepło jest wytwarzane kosztem energii fal elektromagnetycznych o częstotliwościach rzędu gigaherców.
Do realizacji przemian energii elektrycznej w ciepło wykorzystuje się urządzenia elektrotermiczne. Można je podzielić na:
a) urządzenia komorowe, np.: piece elektryczne, suszarki elektryczne, cieplarki elektryczne,
b) urządzenia bezkomorowe, np.: elektryczne narzędzia grzejne(np. lutownice), elektryczne przyrządy grzejne(np. ogrzewacze wnętrzowe), nagrzewnice elektryczne, przewody grzejne.
Osprzęt w instalacjach elektrycznych.
Osprzęt to ważny element każdej instalacji elektrycznej. Łączniki, gniazda wtyczkowe i puszki spełniają określone funkcje i warunkują możliwości wykonania i eksploatacji instalacji. Osprzęt dobierany jest do sposobu wykonania instalacji oraz miejsca jej użytkowania.
W instalacji ułożonej w rurkach pod tynkiem, a także wykonanej płaskimi przewodami kabelkowymi ułożonymi w tynku stosuje się osprzęt podtynkowy, umieszczony w puszkach osadzonych w ścianie. Jeżeli instalacja ułożona jest na wierzchu ścian w rurkach lub przy zastosowaniu kabelków, odpowiedni jest osprzęt nadtynkowy.
Zarówno w pierwszym, jak i drugim przypadku może to być osprzęt bez specjalnych zabezpieczeń lub osprzęt odporny na zanieczyszczenia stałe i wodę.
Dla instalacji układanych w listwach i kanałach stosowany jest osprzęt w wykonaniu specjalnym.
Rozmieszczenie osprzętu zależy od wielu czynników. Generalnie rzecz biorąc, im więcej gniazd wtyczkowych, tym instalacja jest trochę droższa, ale unika się plączących się pod nogami przewodów, przedłużaczy oraz wszelkiego typu rozgałęziaczy. W zakresie ilości wypustów zakończonych gniazdem lub puszką (do podłączenia odbiorników o większych mocach) w różnych krajach stosuje się różne kryteria.
Gniazda wtyczkowe mogą być osadzone w puszkach lub mieć obudowę przystosowaną do mocowania na wierzchu podłoża. Te ostatnie mają zwykle szczelną obudowę. Do mocowania w puszkach stosowane są gniazda bez specjalnych zabezpieczeń oraz gniazda odporne na wpływy zewnętrzne. Odporność tę określa się w kodzie IP. Oznaczenie składa się z dwóch liter „IP” oraz następujących po nich dwóch cyfr. Pierwsza z nich określa stopień ochrony przed dostępem ciał stałych, w skali od 0 do 6, druga zaś - stopień ochrony przed wodą, w skali od 0 do 8. Na przykład gniazdo wtyczkowe, na którego obudowie podano oznaczenie IP44 jest chronione przed dostępem ciał stałych o średnicy 1 mm i większej oraz przed bryzgami wody, czyli mówiąc potocznie, jest to gniazdo bryzgoszczelne. Jeżeli instalacja ułożona jest w listwach lub kanałach, stosuje się gniazda wtyczkowe mocowane z boku lub bezpośrednio na obudowie kanału lub listwy.
Dla odbiorników o większych mocach, np. ogrzewaczy akumulacyjnych dostosowanych do pracy przy zasilaniu trójfazowym (230/400 V) stosuje się odpowiednio skonstruowane gniazda i pasujące do nich wtyczki. Odrębną grupę gniazd stanowią gniazda radiowo-telewizyjne i gniazda telefoniczne. Gniazda w pokojach mieszkalnych instaluje się zwykle na wysokości 30 cm nad podłogą. Wyjątek stanowi kuchnia, gdzie gniazda umieszcza się nad powierzchnią blatów, czyli na wysokości ok. 1,2 m. Także rozmieszczenie gniazd w łazience zależy od ich przeznaczenia - gniazdo do podłączenia golarki i suszarki do włosów powinno być zainstalowane w pobliżu lustra, a więc zwykle na wysokości ok. 1,4 m, a do podłączenia pralki może być umieszczone nisko nad podłogą, tak jak w pokojach, lub powyżej górnej powierzchni obudowy pralki, czyli na wysokości ok. 80 cm.
Łączniki (podobnie jak gniazda) muszą być dostosowane do charakteru pomieszczenia i do sposobu wykonania instalacji. Wśród łączników rozróżniamy łączniki o stabilnym położeniu w stanie załączenia lub wyłączenia oraz łączniki chwilowe (zwierne), np. przyciski dzwonkowe. W zależności od funkcji, jaką spełniają łączniki, dzielimy je na: jednobiegunowe, świecznikowe, schodowe, krzyżowe, zwierne „światło”, zwierne „dzwonek”, żaluzjowe itp. Odrębną grupę stanowią ściemniacze z pokrętłem i dotykowe. Te ostatnie mogą być sterowane także pilotem. Zwykłe łączniki stosowane w instalacjach podtynkowych w suchych pomieszczeniach mają stopień ochrony IP20 (przed dostępem ciał stałych większych niż 2,5 mm). Natomiast aparaty instalowane w pomieszczeniach o zwiększonym zagrożeniu porażeniem, np. w piwnicy, muszą mieć obudowę o stopniu ochrony IP44, zaś umieszczone na zewnątrz budynku - IP65. Łączniki jednobiegunowe służą do załączania pojedynczych opraw oświetleniowych, zwykle wyposażonych w pojedyncze
źródło światła. Łączniki dwubiegunowe umieszcza się w obwodach zasilających grupę opraw, które chcemy włączać wybiórczo lub żyrandol zawierający kilka źródeł światła. Łącznik schodowy pozwala włączać światło z dwóch miejsc, a krzyżowy, współpracując z łącznikami schodowymi, daje możliwość sterowania oświetleniem z kilku miejsc. Łączniki zwierne służą do uruchamiania sygnalizacji dzwonkowej i np. oświetlenia klatki schodowej - współpraca z wyłącznikiem czasowym. Łączniki żaluzjowe służą do sterowania napędami podnoszącymi i opuszczającymi żaluzje. Ściemniacze wyposażone w podzespoły elektroniczne pozwalają regulować poziom natężenia oświetlenia, przy czym po wyłączeniu i ponownym włączeniu powracają (dzięki funkcji pamięci) do takiego poziomu, jaki był w chwili wyłączenia. W pewnych sytuacjach w jednym miejscu umieszcza się kilka elementów, np. dwa łączniki dla oświetlenia i łącznik żaluzji. Można wtedy zastosować zestaw zespolony kilku łączników osadzonych we wspólnej obudowie, zamkniętej od przodu specjalną ramką. W ostatnich latach coraz powszechniej stosowane są także w domach mieszkalnych wielofunkcyjne przyciski jako elementy „inteligentnych instalacji”. Tego typu aparat umożliwia sterowanie z jednego miejsca wieloma urządzeniami, i to nie tylko oprawami oświetleniowymi, ale także np. żaluzjami i grzejnikami. Oferowane są wersje stacjonarne - montowane na ścianie w miejscu zwykłego łącznika, a także takie, które działają podobnie do pilota, ale mają formę breloczka do kluczy. Standardowe łączniki umieszcza się zwykle na wysokości ok. 1,4 m nad poziomem podłogi, przy czym te, które służą do załączania oświetlenia instaluje się wewnątrz pomieszczenia od strony klamki, w odległości ok. 15 cm od ościeżnicy. Wyjątek stanowią łazienka, WC oraz małe pomieszczenia pozbawione światła dziennego. W łazience lepiej umieścić łącznik na zewnątrz (może być wtedy w normalnym wykonaniu), umieszczony wewnątrz powinien mieć szczelną obudowę. Natomiast w przypadku WC i innych małych pomieszczeń wygodniej jest włączyć oświetlenie przed wejściem do wnętrza.
Oporność elektryczna i uziemienie.
Oporność elektryczna, oporność omowa, oporność czynna, oporność rzeczywista, wielkość charakteryzująca reakcję ośrodka na przepływ prądu elektrycznego. Wynika z rozpraszania elektronów przewodnictwa na deformacjach i defektach sieci krystalicznej. Oporność elektryczna R jest wielkością skalarną, związaną (w przypadku prądu stałego) z natężeniem prądu elektrycznego I oraz napięciem U (napięcie elektryczne) prawem Ohma: R=U/I. Dla przewodnika o stałym polu przekroju S i długości d oporność elektryczna wyraża się wzorem:
R=ρd/S=d/(Sσ)
gdzie ρ - oporność elektryczna właściwa, σ=1/ρ - przewodność elektryczna.
Przepływowi prądu w przewodniku towarzyszy wydzielanie ciepła (prawo Joule'a-Lenza, opornik). Oporność elektryczna układu przewodników zależy od sposobu ich połączenia (oporów łączenie). Jednostką oporności elektrycznej jest Ω (om). Uogólnieniem pojęcia oporności elektrycznej jest impedancja. Impedancja jest rozszerzeniem pojęcia rezystancja z obwodów elektrycznych prądu stałego, umożliwia rozszerzenie prawa Ohma na obwody prądu przemiennego. Jednostką impedancji w układzie SI jest 1 om.
Uziemienie - przewód wykonany z przewodnika łączący ciało naelektryzowane z ziemią. W wyniku połączenia ciało naelektryzowane oddaje lub przyjmuje odpowiednią liczbę ładunków ulegając zobojętnieniu (staje się elektrycznie obojętne). W elektrotechnice i elektronice - połączenie określonego punktu obwodu elektrycznego z ziemią, celem zapewnienia bezpiecznej i prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych. Wyróżniamy rodzaje uziemień: Uziemienie ochronne - połączenie dostępnych dla dotyku metalowych części urządzeń elektrycznych w celu zapewnienia ochrony przeciwporażeniowej. Uziemienie funkcjonalne lub inaczej uziemienie robocze - to uziemienie określonego punktu obwodu elektrycznego w celu zapewnienia prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych w warunkach zwykłych i zakłóceniowych. Uziemienie odgromowe - służy do odprowadzenia do ziemi udarowych prądów wyładowań atmosferycznych. Uziemienie pomocnicze - wykorzystuje się dla celów ochrony przeciwporażeniowej oraz w układach pomiarowych i zabezpieczających.
Prąd elektryczny i moc prądu.
Prąd elektryczny - każdy uporządkowany (skierowany) ruch ładunków elektrycznych. Ruch ten zazwyczaj jest powodowany obecnością pola elektrycznego (różnicy potencjałów). Prąd elektryczny cechują natężenie i źródło prądu. Natężenie prądu (nazywane potocznie prądem elektrycznym) jest wielkością fizyczną charakteryzującą przepływ prądu elektrycznego zdefiniowaną jako stosunek wartości ładunku elektrycznego przepływającego przez wyznaczoną powierzchnię do czasu przepływu ładunku. Źródło prądu to urządzenie, które dostarcza energię elektryczną do zasilania innych urządzeń elektrycznych. Źródło prądu może wytwarzać energię elektryczną kosztem innych form energii, np.
chemicznej (ogniwo chemiczne),
cieplnej (zjawisko Seebecka),
mechanicznej (prądnica),
świetlnej (fotoogniwo).
Źródłem prądu nazywa się również elektryczną sieć energetyczną a także zasilacze pełniące często rolę przetworników prądu sieciowego. Rozróżnia się zasilacze prądu zmiennego (AC) i prądu stałego (DC). Możemy wyróżnić następujące rodzaje prądów:
Prąd stały - w odróżnieniu od prądu zmiennego i przemiennego prąd stały charakteryzuje się stałą wartością natężenia oraz kierunkiem przepływu. Zaletą prądu stałego jest to, że w przypadku zasilania takim prądem wartość chwilowa dostarczanej mocy jest stała, co ma duże znaczenie dla wszelkich układów wzmacniania i przetwarzania sygnałów. Większość półprzewodnikowych układów elektronicznych zasilana jest prądem stałym (a przynajmniej napięciem stałym). Główną zaletą takiego rozwiązania jest to, że urządzenia zawierające układy elektroniczne mogą być zasilane bezpośrednio z przenośnych źródeł energii (baterii lub akumulatorów).
Prąd zmienny - prąd elektryczny, którego wartość natężenia jest funkcją czasu. Prąd zmienny jest pojęciem, którym można opisać każdy rodzaj prądu - nawet prąd stały jest bowiem funkcją czasu. Niemniej jednak przyjmuje się, że wartości chwilowe prądu zmiennego ulegają zmianom. W zależności od charakteru tych zmian wyróżniamy: prąd okresowo zmienny (tętniący lub przemienny) oraz prąd nieokresowy.
Napięcie elektryczne to różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego lub pola elektrycznego. Symbolem napięcia jest U. Napięcie elektryczne to także stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku między punktami, dla których określa się napięcie, do wartości tego ładunku.
Moc elektryczna jest to iloczyn natężenia przepływającego przez urządzenie elektryczne prądu I oraz napięcia elektrycznego U, występującego na zaciskach urządzenia. Jednostką mocy jest wat [W].
Moc czynna (P) w układach prądu przemiennego (także zmiennego) stanowi część mocy, pobieraną ze źródła i zamienianą przez odbiornik na ciepło lub pracę. W układach prądu stałego cała moc stanowi moc czynną. Jednostką mocy czynnej to wat [W]. Moc bierna (Q) to moc pobierana ze źródła przez układ w ciągu okresu przebiegu zmiennego, jest przez układ magazynowana w formie energii dynamicznej lub potencjalnej, a następnie w ciągu tego samego okresu oddawana z powrotem do źródła. Moc pozorna (S) jest geometryczną sumą mocy pobieranych przez odbiornik. Inaczej to iloczyn wartości skutecznych napięcia i prądu. Jednostką mocy pozornej jest [VA].
Przyrządy pomiarowe w elektrotechnice.
Do podstawowych przyrządów pomiarowych stosowanych w eletrotechnice, tj. służących do pomiarów prądu elektrycznego, napięcia, mocy czy też oporności należą m.in.: amperomierze, woltomierze, watomierze oraz omomierze.
Amperomierz to przyrząd pomiarowy służący do pomiaru natężenia prądu elektrycznego. W zależności od zakresu amperomierza używane są też nazwy: kiloamperomierz, miliamperomierz, mikroamperomierz. Pomiaru natężenia prądu dokonuje się poprzez oddziaływanie przewodnika z prądem i pola magnetycznego budując następujące rodzaje amperomierzy: magnetoelektryczny, elektromagnetyczny, elektrodynamiczny, indukcyjny. Stosowane są też amperomierze cieplne i termoelektryczne wykorzystujące efekt nagrzewania się przewodu, w którym płynie prąd. Amperomierze cieplne stosuje się w obwodach wielkiej częstotliwości gdzie indukcyjność cewki amperomierza magnetycznego wprowadzałaby duże zmiany w obwodzie. Amperomierze mierząc prąd zmienny w zależności od typu amperomierza mierzą wartość średnią prądu (magnetoelektryczny) lub wartość skuteczną (elektrodynamiczne, elektromagnetyczne, indukcyjne, cieplne i termoelektryczne)
Woltomierz jest to przyrząd pomiarowy za pomocą którego mierzy się napięcie elektryczne (jednostka napięcia wolt).Jest włączany równolegle do obwodu elektrycznego. Idealny woltomierz posiada nieskończenie dużą rezystancję wewnętrzną. W związku z tym oczekuje się pomijalnie małego poboru prądu przez cewkę pomiarową. Ze względu na zasadę działania woltomierze dzieli się na: magnetoelektryczne, elektromagnetyczne, elektrodynamiczne, elektrostatyczne oraz cyfrowe.
Watomierz jest przyrządem przeznaczonym do pomiaru mocy czynnej. Watomierze budowane są jako mierniki: elektrodynamiczne, ferrodynamiczne, indukcyjne. Najczęściej spotykanym typem miernika mocy jest watomierz elektrodynamiczny. Przeznaczony jest on do pomiaru mocy w obwodach prądu stałego i przemiennego. W watomierzu można, za pomocą przełączników: prądowego i napięciowego, nastawić zakres prądowy i napięciowy niezależnie od siebie. Zakres watomierza równy jest iloczynowi wyżej wspomnianych zakresów.
Omomierz jest to miernik elektryczny służący do pomiaru oporności elektrycznej przewodnika. Zbudowany jest zazwyczaj z amperomierza połączonego szeregowo z badanym oporem i mierzącego prąd płynący z wewnętrznego źródła zasilania omomierza (np. baterii) przez ten opór. Do pomiarów małych oporności stosuje się omomierze zbudowane w innym układzie: zawierają one woltomierz, badany opór włączony jest do niego równolegle. Pomiarów bardzo dużych oporności dokonuje się za pomocą megaomomierzy, wyposażonych w ręczne generatory wysokiego napięcia.
Specyficznym przyrządem pomiarowym jest awometr. Jest to uniwersalny miernik elektryczny stanowiący połączenie amperomierza, woltomierza i omomierza. Kolejnym specyficznym przyrządem jest licznik energii elektrycznej. Jest to całkujący przyrząd pomiarowy przeznaczony do pomiaru ilości przepływającej energii elektrycznej. Jego wskazanie jest podstawą do rozliczania się między dostawcą a odbiorcą energii. Jednostką miary energii elektrycznej czynnej w układzie SI jest dżul równy 1wat* 1sekunda (watosekunda), natomiast powszechnie używaną jednostką miary tej energii jest kilowatogodzina - kWh albo megawatogodzina - MWh. W układach zasilania większej mocy dostawca i odbiorca rozliczają się również w zakresie energii biernej. Jednostką miary tej energii jest warogodzina, a przyrządem mierzącym jest waromierz. Ze względu na zasadę działania rozróżniamy liczniki indukcyjne, elektroniczne (tzw. statyczne) oraz liczniki energii biernej.
Pomiary w obwodach prądu stałego.
Obwód elektryczny to układ źródeł prądu i napięcia, przewodów elektrycznych, przez które prąd może bez przerwy płynąć, oraz rozmaitych elementów obwodów elektrycznych elementów aktywnych lub pasywnych obwodu jak rezystory, kondensatory, cewki (zwojnice), diody, wzmacniacze, transformatory, itp. Podstawowy podział obwodów elektrycznych obejmuje dwa następujące rodzaje:
obwody liniowe w których wszystkie elementy spełniają prawo Ohma,
obwody nieliniowe w których dla niektórych elementów zależność pomiędzy prądem a napięciem jest funkcją nieliniową (rezystancja dynamiczna może przyjmować wartości ujemne).
Ze względu na czasową zależność natężenia prądu od czasu obwody dzieli się na:
obwody prądu stałego,
obwody prądu przemiennego.
Płynący w obwodzie elektrycznym prąd może przenosić informację wówczas podział obejmuje zależności czasowo-napięciowe:
obwody cyfrowe wartości napięcia mogą w takich obwodach przyjmować tylko określone poziomy, są skwantowane,
obwody analogowe gdzie wartości prądu i napięcia mogą przyjmować ciągłe spektrum wartości.
Częścią obwodu elektrycznego inną niż źródło energii jest odbiornik. Odbiorniki to wszystkie urządzenia umieszczone w obwodzie, takie jak oporniki, silnik elektryczny, elementy emitujące światło, itd. Odbiorniki kształtują nieprzerwaną ścieżkę łączącą bieguny źródła energii elektrycznej. Podstawowe sposoby, w jakie łączy się części obwodu to połączenie szeregowe, oraz połączenie równoległe. Bardziej złożone obwody powstają na skutek połączeń zarówno szeregowych jak i równoległych - są to obwody szeregowo-równoległe. Skomplikowane obwody szeregowo-równoległe można analizować m.in. za pomocą dwóch reguł - pierwszego i drugiego prawa Kirchhoffa. Reguły te umożliwiają obliczenie natężenia prądów przepływających przez poszczególne elementy obwodu, jak również napięcia na nich.
W obwodach prądu stałego można zasadniczo dokonywać pomiarów podstawowych wielkości elektrycznych takich jak: natężenie prądu, napięcie, moc.
Pomiary natężenia prądu i napięcia w obwodach stałoprądowych należą do najczęściej spotykanych w praktyce pomiarowej. Amperomierze prądu stałego stanowią obok woltomierzy podstawowe wyposażenie laboratoriów. Zakresy typowych amperomierzy pozwalają na pomiary bezpośrednie prądów od pojedynczych miliamperów do kilku amperów. Obwody, w których mierzone jest prąd, mogą mieć różną konfigurację i parametry, które pod wpływem włączenia przyrządu pomiarowego mogą ulec zmianie. Zmiana ta będzie tym mniejsza , im mniejsza jest moc pobierana przez przyrząd. Zatem idealny amperomierz powinien mieć rezystancję RA=0. Zmiana wartości mierzonej wskutek włączenia amperomierza do obwodu pomiarowego jest przyczyną błędu systematycznego metody. Określenie wartości tego błędu wymaga znajomości parametrów przyrządu i obwodu , w którym mierzony jest prąd.
Niejednokrotnie wartości wielkości mierzonych, a także aparatura pomiarowa, którą dysponujemy, przemawiają za koniecznością pomiarów pośrednich prądu. Pomiar prądu jest często wykonywany metodą pośrednią, np. woltomierzem. Woltomierz , najczęściej cyfrowy, mierzy spadek napięcia na rezystorze wzorcowym , przez który płynie mierzony prąd .Wartość rezystancji wzorca RN, powinna być jak najmniejsza, (ze względu na błąd metody) ale na tyle duża, aby błąd pomiaru napięcia wynikający z błędu granicznego woltomierza był możliwie mały.
Moc w obwodach prądu stałego można mierzyć woltomierzem i amperomierzem, czyli tzw. metodą techniczną. Wskazania tych przyrządów należy pomnożyć. Pomiar taki jest niedogodny, gdyż wymaga stosowania dwóch przyrządów i nie daje dokładnego wyniku. Dlatego przeważnie do pomiaru moc stosuje się watomierza, najczęściej elektrodynamiczny. Dokonując pomiaru mocy metodą techniczną musimy pamiętać o błędach wynikających ze złych pomiarów napięcia lub prądu pobieranego przez odbiornik. Dla pomiarów dużych mocy dokładnie mierzymy napięcie, a mierzony prąd to prąd płynący przez odbiornik i woltomierz.
Zasady podłączania urządzeń do sieci.
Zanim prąd dotrze do gniazdka lub odbiornika, przechodzi przez kilka charakterystycznych odcinków i urządzeń znajdujących się między linią elektroenergetyczną a odbiornikiem. Z sieci do budynku dochodzi odgałęzienie nazywane przyłączem (może być napowietrzne lub też podziemne tzw. kablowe). Przyłącze doprowadza prąd do złącza - miejsca, w którym dochodzi ono do wewnętrznej linii zasilającej (wLz). W złączu umieszczone są bezpieczniki główne dostosowane do maksymalnego dopuszczalnego obciążenia instalacji. Złącze zależnie od sposobu prowadzenia przyłącza umieszczane jest na zewnętrznej ścianie domu lub w specjalnej skrzynce ustawionej przy ogrodzeniu. Za złączem instalowany jest licznik energii elektrycznej, pozwalający na rozliczenie zużycia prądu z dostawcą energii. Wszystkie urządzenia między linią energetyczną a licznikiem są plombowane i dostęp do nich mają jedynie pracownicy rejonu energetycznego. Ten odcinek instalacji musi być zrobiony zgodnie
z warunkami technicznymi wydanymi przez rejonowy zakład energetyczny i odebrany przez uprawnionego pracownika. Podstawową i najważniejszą częścią każdej instalacji jest rozdzielnica główna - specjalna skrzynka z urządzeniami zabezpieczającymi i sterującymi poszczególnymi jej częściami. Do rozdzielnicy doprowadza się wydzielone obwody - układy przewodów doprowadzających prąd do pojedynczych urządzeń lub ich grup. Każdy obwód zawiera oddzielne zabezpieczenie tzw. wyłącznik nadprądowy. Podział instalacji na kilka, a nawet kilkanaście obwodów pozwala na selektywne ich wyłączanie w przypadku awarii, a także na skuteczniejszą ochronę przed przeciążeniem. Przepisy wymagają, aby jeden obwód zasilał nie więcej niż 10 gniazd wtykowych lub 20 punktów świetlnych (opraw oświetleniowych). Odbiorniki o dużej mocy - pralki automatyczne, bojlery, kuchenki elektryczne, ogrzewacze montowane na stałe, powinny być zasilane z obwodów indywidualnych. Oddzielne zabezpieczenie muszą mieć również obwody trójfazowe (tzw. siła), wykorzystywane do zasilania hydroforów, kotłów elektrycznych, ogrzewaczy akumulacyjnych i niektórych rodzajów kuchenek. Podział instalacji na obwody powinien zapewniać równomierne rozłożenie obciążenia na poszczególne fazy zasilania. Doprowadzenie prądu do gniazda, żyrandola czy silnika hydroforu zapewniają przewody zasilające, tworzące wewnętrzną sieć elektryczną. Rodzaj przewodu oraz jego przekrój zależą od sposobu prowadzenia instalacji i obciążenia zasilanego obwodu. Przewody mogą być prowadzone w rurkach elastycznych (w tzw. peszlu) układanych w bruzdach wykutych w ścianach (instalacja podtynkowa), w warstwie tynku (wtynkowa) lub na jego powierzchni (natynkowa).
Zanim jednak uruchomimy urządzenie to, zależnie od urządzenia, musimy spełnić kilka warunków, a mianowicie dokonać oględzin i badań technicznych. Badania i pomiary odbiorcze obejmują:
- oględziny mające dać odpowiedź na pytanie czy zainstalowane urządzenia elektryczne spełniają wymagania bezpieczeństwa, podane w odpowiednich normach przedmiotowych, oraz
- próby i pomiary mające dać odpowiedź na pytanie czy zachowane są wymagane parametry techniczne.
Polska norma: PN-IEC 60364-6-61 - "Instalacje elektryczne w obiektach budowlanych. Sprawdzanie. Sprawdzanie odbiorcze." zawiera zakres prób odbiorczych. Norma wymaga, aby każda instalacja przed przekazaniem do eksploatacji była poddana oględzinom i próbom, celem sprawdzenia czy zostały spełnione wymagania normy. Przed przystąpieniem do prób należy udostępnić wykonującym sprawdzenie instalacji dokumentację techniczną wraz z protokołami oględzin i prób cząstkowych wykonanych podczas montażu.
Oględziny to pierwszy etap pomiarów, który należy wykonać przed przystąpieniem do prób przy odłączonym zasilaniu, z zachowaniem ostrożności celem zapewnienia bezpieczeństwa ludziom i uniknięcia uszkodzeń obiektu lub zainstalowanego wyposażenia. Oględziny mają potwierdzić, że zainstalowane urządzenia:
- spełniają wymagania bezpieczeństwa podane w odpowiednich normach;
- zostały prawidłowo dobrane i zainstalowane zgodnie z wymaganiami ww. normy i nie mają uszkodzeń pogarszających bezpieczeństwo;
- mają właściwy sposób ochrony przed porażeniami i pożarami;
- mają właściwie oznaczone przewody neutralne, ochronne i fazowe oraz zabezpieczenia i aparaturę;
- mają zapewniony dostęp do urządzeń dla wygodnej obsługi, konserwacji i napraw.
W trakcie oględzin należy dokonać sprawdzenia:
- sposobu ochrony przed porażeniami oraz wielkości odstępów (gdy zastosowano bariery, umieszczenie poza zasięgiem ręki, ogrodzenia albo izolowanie stanowiska);
- obecności przegród ogniowych i innych środków zapobiegających rozprzestrzenianiu pożaru i ochronie przed skutkami cieplnymi. Urządzenia elektryczne nie mogą stwarzać zagrożenia pożarowego dla materiałów znajdujących się w pobliżu.
Urządzenia, które mogą powodować łuk lub iskrzenie, mają być:
- osłonięte materiałami odpornymi na działanie łuku,
- odgrodzone materiałami odpornymi na działanie łuku od elementów, w stosunku do których łuk może powodować szkody,
- tak montowane, aby łuk łatwo zgasł.
Gdy urządzenia elektryczne zawierają dużą ilość cieczy palnej należy przewidzieć środki uniemożliwiające jej rozprzestrzenianie (studzienki w komorach transformatorów). Ponadto trzeba dokonać sprawdzenia:
- doboru przekrojów przewodów do obciążalności prądowej i spadku napięcia;
- wyboru i nastawienia urządzeń ochronnych i sygnalizacyjnych;
- doboru urządzeń i środków ochrony w zależności od wpływów zewnętrznych;
- umieszczenia schematów, tablic ostrzegawczych i innych podobnych informacji;
- poprawności połączeń przewodów.
Polska norma PN-IEC 60364-6-61 określa zakres prób odbiorczych, które w zależności od potrzeb obejmują:
- próbę ciągłości przewodów ochronnych, w tym głównych i dodatkowych połączeń wyrównawczych;
- pomiar rezystancji izolacji instalacji elektrycznej;
- sprawdzenie ochrony przez oddzielenie od siebie obwodów;
- pomiar rezystancji podłogi i ścian;
- sprawdzenie samoczynnego wyłączenia zasilania;
- pomiar rezystancji uziemienia uziomu;
- sprawdzenie biegunowości;
- próbę wytrzymałości elektrycznej izolacji;
- próbę działania;
- sprawdzenie skutków cieplnych;
- pomiar spadku napięcia.
Przy kontakcie z urządzeniami elektrycznymi należy przestrzegać podstawowych zasad:
1. Nie naprawiać własnoręcznie domowego sprzętu elektrycznego. W przypadku uszkodzenia bezwzględnie odłącz go od prądu i wezwać uprawnioną osobę.
2. Nawet, gdy wymieniasz żarówkę w lampce - odłącz ją od zasilania.
3. Nie dotykać uszkodzonych lub łatanych kabli oraz uszkodzonych wtyczek.
4. Nie dotykać mokrymi rękami urządzeń zasilanych prądem.
5. Nie wyciągać wtyczki z gniazdka ciągnąc za sznur.
6. W czasie burzy nie dotykać i nie przebywać w pobliżu urządzeń piorunochronnych.
7. Zwracać uwagę na wszelkiego rodzaju tablice ostrzegawcze, znajdujące się na obiektach i urządzeniach elektrycznych i stosować się do ich treści.
8. Dokładnie zbadać przewody urządzeń przenośnych i upewnić się, czy ich izolacja ochronna oraz wtyczki są całe i nieuszkodzone.
9. Należy ogrodzić i oznaczyć (w odległości, np. 10 m) miejsce awarii (np. zerwanie przewodu, zwalenie się na przewody drzewa), a następnie natychmiast zawiadomić najbliższą placówkę energetyczną.
Nie wolno:
• Bawić się w pobliżu urządzeń elektrycznych, zwłaszcza linii wysokiego napięcia i stacji transformatorowych.
• Naprawiać samodzielnie bezpieczników.
• Dotykać przewodów elektrycznych nie izolowanych ani leżących na nich przedmiotów, zarówno w miejscach oznaczonych tabliczkami ostrzegawczymi, jak i tam, gdzie tabliczek takich nie ma.
• Przewodów elektrycznych zarzucać słomą lub innymi materiałami, chodzić po nich ani jeździć, gdyż łatwo można w ten sposób uszkodzić ich powłokę izolacyjną.
• Biwakować bezpośrednio pod liniami elektrycznymi i w odległości mniejszej niż 2 m od skrajnych przewodów linii napowietrznych niskiego napięcia.
Prace elektrotechniczne - wymagania bezpieczeństwa przy obsłudze elektronarzędzi.
Warunkiem dopuszczenia osoby (pracownika) do obsługi elektronarzędzi jest:
- ukończone 18 lat ( młodociany w ramach praktycznej nauki zawodu pod nadzorem instruktora),
- został pouczony o sposobie użytkowania określonego rodzaju narzędzia,
- przejście odpowiedniego instruktażu zawodowego, zapoznanie się z instrukcją obsługi, przeszkolenie bhp i p.poż.,
- stan zdrowia odpowiedni do wykonywanej pracy potwierdzony świadectwem wydanym przez uprawnionego lekarza,
- posiadanie wymaganych predyspozycji psychicznych i fizycznych,
- ubrany w odzież roboczą przewidzianą dla danego stanowiska w zakładowej tabeli norm odzieży roboczej rękawice robocze,
- przy obsłudze maszyn z ruchomymi elementami nie można pracować w odzieży z luźnymi (zwisającymi) częściami jak np. luźno zakończone rękawy, krawaty, szaliki poły, oraz bez nakryć głowy okrywających włosy.
Do pracy należy przystąpić wypoczętym, ubranym w odzież roboczą, włosy przykryte czapką lub chustką, na rękach rękawice robocze, a w razie potrzeby - antywibracyjne, oraz sprzęt ochronny - okulary przeciwodpryskowe i przy pracach powodujących zapylenia (przy szlifowaniu itp.) półmaskę przeciwpyłową.
Czynności jakie należy wykonać przed rozpoczęciem pracy:
- dokładnie zapoznać się z dokumentacją wykonawczą i instrukcją obsługi urządzenia,
- sprawdzić stan techniczny urządzeń mechanicznych i oświetlenia stanowiska, a w szczególności stan instalacji elektrycznej w tym przyłączy, czy narzędzie jest wykonane w I czy II klasie izolacji (II klasa izolacji oznaczona jest na tabliczce znamionowej znakiem i takie narzędzie nie wymaga podłączenia do gniazdka z kołkiem uziemiającym),
- sprawdzić czy nie ma widocznych uszkodzeń korpusu narzędzia, czy przewód zasilający i wtyczka nie są uszkodzone,
- sprawdzić czy nie jest uszkodzone lub zanieczyszczone gniazdko przyłączeniowe,
- sprawdzić czy narzędzie skrawające (wiertło, frez, tarcza szlifierska itp.) jest w dobrym stanie (tarcze szlifierskie powinny odpowiadać liczbie dopuszczalnych obrotów parametrom narzędzia, nie mogą być popękane),
- prawidłowo i mocno zamocować narzędzia skrawające w uchwycie,
- sprawdzić na biegu luzem czy narzędzie pracuje równo, bez drgań i bez nadmiernego hałasu oraz czy sprawny jest wyłącznik.
Celem uniknięcia wypadku należy wykonać następujące czynności:
- próbnie uruchomić zmechanizowane urządzenia i sprawdzić jakość ich działania,
- przygotować niezbędne pomoce warsztatowe, przyrządy pomiarowe, narzędzia pracy, zmiotki, oraz konieczne ochrony osobiste, np. okulary, maski, ochronniki słuchu, itp.,
- zauważone usterki i uchybienia zgłosić natychmiast przełożonemu.
Zabronione jest wykonywanie następujących czynności:
- wykonywać prace konserwacyjno-remontowe maszyn, urządzeń i odbiorników elektrycznych przez nieuprawnionych pracowników,
- wznawiać pracę urządzenia bez usunięcia uszkodzenia,
- dopuszczać do obsługi osoby niepowołane,
- zdejmować lub manipulować fabrycznymi osłonami ochronnymi,
- podłączać odbiorniki do sieci w sposób inny niż za pomocą wtyczek stanowiących fabryczne wyposażenie odbiorników,
- pracować w rękawicach wilgotnych,
- stosowania przypadkowych przedłużaczy i uszkodzonych gniazdek elektrycznych,
- dociskać narzędzia do materiału tułowiem,
- pracy narzędziem na drabinie przystawnej lub na chwiejnym i niepewnym rusztowaniu,
- pracy narzędziami o napędzie elektrycznym na zewnątrz pomieszczenia w czasie deszczu lub śnieżycy,
- naprawiać i wymieniać wkładki bezpiecznikowe,
- postępować w sposób niezgodny z obowiązującymi przepisami, szczegółowymi instrukcjami i poleceniami nadzoru,
- zasilać elektronarzędzi w miejscach krańcowego zagrożenia (na przykład przy dużej wilgotności, wewnątrz zbiorników itp.) w inny sposób niż przez transformator separacyjny.
Koniecznym jest zachowanie następujących rygorów:
- używać obowiązujące ochrony osobiste (m.in. okulary, nauszniki, maski p-pyłowe),
- utrzymywać w porządku miejsce pracy, nie rozrzucać narzędzi i przedmiotów przeznaczonych do obróbki lub obrobionych, sukcesywnie usuwać odpady,
- utrzymywać posadzkę w czystości i w stanie suchym,
- zachowywać prawidłową pozycję ciała przy wykonywaniu pracy,
- narzędzia mocować mocno, ale tak aby nie uległy uszkodzeniu,
- przy pracach o znacznej używać rękawice antywibracyjne,
- w trakcie wykonywania obróbki narzędzie skrawające dociskać do materiału ostrożnie i bez nadmiernej siły,
- w czasie wykonywania pracy narzędziami o napędzie elektrycznym w środowisku o dużym zawilgoceniu lub w pomieszczeniu, którego podłoga jest dobrze przewodząca (metal, wilgotne deski, mokry be-ton itp.) na stanowisku należy stosować chodnik dielektryczny lub kalosze dielektryczne,
- elektronarzędzia, których uszkodzenie stwierdzono w czasie pracy, powinny być niezwłocznie zatrzymane i odłączone od zasilania,
o wadach i / lub uszkodzeniach urządzenia należy niezwłocznie zawiadomić przełożonego,
nie wolno używać wadliwych/ uszkodzonych urządzeń.
Narzędzia i urządzenia o napędzie elektromechanicznym podlegają okresowym przeglądom i badaniom na skuteczność zerowania.
Badania okresowe należy wykonywać:
- co 6 miesięcy dla elektronarzędzi zaliczanych do kategorii użytkowania I,
- co 4 miesiące dla elektronarzędzi zaliczanych do kategorii użytkowania II,
- co 2 miesiące dla elektronarzędzi zaliczanych do kategorii użytkowania III,
- oraz po każdej zaistniałej sytuacji mogącej mieć wpływ na bezpieczeństwo użytkowania elektronarzędzia (upadek, zawilgocenie itp.).
Badania okresowe powinny obejmować następujący zakres czynności:
- oględziny zewnętrzne,
- oględziny wewnętrzne wymagające częściowego demontażu,
- sprawdzenie biegu jałowego,
- pomiar rezystancji izolacji,
- pomiar obwodu ochronnego (przewodu PE).
Ze względu na kategorię użytkowania elektronarzędzia dzielimy na:
1. Kategoria I:
elektronarzędzia eksploatowane dorywczo, kilkakrotnie w ciągu jednej zmiany. Oddawane do wypożyczalni narzędzi lub używanie przez stałych pracowników,
badania okresowe przeprowadzane co 6 miesięcy.
2. Kategoria II:
elektronarzędzia eksploatowane często w ciągu jednej zmiany i przekazywane kolejnym zmianom bez zwracania ich do wypożyczalni,
badania okresowe przeprowadzane co 4 miesiące.
3. Kategoria III:
elektronarzędzia eksploatowane w sposób ciągły na więcej niż jednej zmianie lub zainstalowane na stałe (np. w linii produkcyjnej lub montażowej),
badania okresowe przeprowadzane co 2 miesiące.
Osprzęt elektryczny wybranej maszyny.
Tokarka TSA-16
Przyłączenie do sieci zasilającej
Obrabiarka przystosowana jest do zasilania jej napięciem 3x 380/200 V 50 Hz; dopuszcza się wahania napięcia w granicach 5% napięcia znamionowego. Aparatura elektryczna umieszczona jest w szafce obrabiarki. Dopływ z sieci zasilającej należy doprowadzić na zaciski RSTO przewodem o przekroju 1,5 mm2. W szafce umieszczony jest wkręt zerujący "0" dla przyłączenia przewodu zerującego z sieci bezpośrednio uziemionym przewodem zerowym. W przypadku stosowania przez użytkownika uziemień ochronnych w sieci bez bezpośrednio uziemionego przewodu zerowego, należy podłączyć przewód uziemiający uziomu ze śrubą uziemiającą, umieszczoną na podstawie obrabiarki i oznaczoną tabliczką ze znakiem "uziemienie".
Dostarczona tokarka typu TSA-16 instalowana w miejscu eksploatacji musi być dodatkowo wyposażona w odłącznik dopływu zasilania całego wyposażenia elektrycznego obrabiarki dla:
przeprowadzenia okresowego oczyszczenia,
dokonania potrzebnych przeglądów i napraw,
dłuższych przerw w pracy.
Wyłącznik dopływu zasilania musi zabezpieczyć odłączenie od sieci za pomocą ręcznego przestawienia dźwigni całe wyposażenie elektryczne obrabiarki. Dopuszcza się dla tej obrabiarki zasilanie poprzez gniazdo wtykowe, a odłączenie od sieci przez wyjęcie wtyczki.
Uziemienie - przewód wykonany z przewodnika łączący ciało naelektryzowane z ziemią. W wyniku połączenia ciało naelektryzowane oddaje lub przyjmuje odpowiednią liczbę ładunków ulegając zobojętnieniu (staje się elektrycznie obojętne). W elektrotechnice i elektronice uziemienie jest to połączenie określonego punktu obwodu elektrycznego z ziemią, celem zapewnienia bezpiecznej i prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych.
Uziemienie ochronne - połączenie dostępnych dla dotyku metalowych części urządzeń elektrycznych w celu zapewnienia ochrony przeciwporażeniowej
Uziemienie funkcjonalne lub inaczej uziemienie robocze - to uziemienie określonego punktu obwodu elektrycznego w celu zapewnienia prawidłowej pracy urządzeń elektrycznych w warunkach zwykłych i zakłóceniowych.
Uziemienie pomocnicze - wykorzystuje się dla celów ochrony przeciwporażeniowej oraz w układach pomiarowych i zabezpieczających.
Zerowanie - środek ochrony przeciwporażeniowej dodatkowej w instalacjach elektrycznych, polegający na podłączeniu części przewodzących dostępnych (np: metalowej obudowy urządzenia) z przewodem ochronnym PE lub przewodem ochronno-neutralnym PEN. W warunkach zakłóceniowych (uszkodzenie izolacji) umożliwia samoczynne odłączenie zasilania, poprzez szybkie zadziałanie zabezpieczenia elektrycznego .Może być stosowanie w instalacjach elektrycznych o napięciu do 500V, w układzie sieciowym TN. W układzie tym punkt neutralny zasilającego transformatora jest bezpośrednio uziemiony, natomiast chronione części przewodzące odbiorników są połączone z punktem neutralnym:
w części układu (zwykle od strony zasilania) przewodem ochronno-neutralnym PEN, a w drugiej części przewodem ochronnym PE w układzie sieciowym TN-C-S;
Wyłącznik to łącznik elektryczny mechanizmowy zdolny do załączania, przewodzenia i wyłączania prądów w normalnych warunkach pracy obwodu oraz prądu przeciążeniowego lub prądu zwarciowego. Wyłączniki niskonapięciowe wykonywane są jako suche natomiast wyłączniki wysokonapięciowe posiadają różne rozwiązania komór gaszących (olejowe, próżniowe).W wyłącznikach stosuje się różnego typu napędy: ręczne, elektromagnetyczne czy silnikowe.
Gniazdo elektryczne (zwane też gniazdkiem lub gniazdem wtykowym, kontaktem) - złącze stanowiące na ogół część instalacji elektrycznej, służące do przyłączania do niej odbiorników energii elektrycznej. Występuje wiele rodzajów gniazdek, zarówno o przeznaczeniu specjalnym (przemysłowym) jak również przeznaczonych do instalacji domowych.
W Polsce obowiązujący jest tzw. typ E (zob. niżej). Powszechną praktyką w przypadku gniazdek pojedynczych jest łączenie przewodu fazowego z lewej strony a neutralnego z prawej (patrząc na gniazdko gdy bolec jest na górze). Taki sposób podłączenia jest wymagany do poprawnej pracy niektórych urządzeń (np. kotłów gazowych) i jest zgodny z polska norma PN-EN 60309 „Gniazda wtyczkowe i wtyczki do instalacji przemysłowych”.
Typ E :
Jest to gniazdo z dwoma otworami (na przewód fazowy i neutralny) zgodnymi z typem C oraz jednym bolcem umieszczonym pomiędzy nimi (jednak nie na wspólnej osi) na przewód uziemienia ochronnego (PE). Typ ten często określany jest mianem "francuskiego". Gniazdo takie pozwala na podłączenie standardowych wtyczek europejskich bez PE (typ C) zarówno w wersji wąskiej (CEE 7/16) jak i szerokiej (CEE 7/17) oraz wtyków dualnych typu E/F (posiadających otwór na bolec oraz boczne blaszki dla gniazd typu F).
Typ F:
Gniazdko elektryczne typu F (tzw. Schucko), stosowane m.in. w Niemczech. Jest to gniazdo z dwoma otworami (na przewód fazowy i neutralny) zgodnymi z typem C oraz umieszczonymi po bokach sprężynującymi blaszkami dla uziemienia ochronnego. Typ ten często określany jest mianem "niemieckiego". Podobnie jak typ E gniazdo to umożliwia podłączenie obu wersji wtyków C i wtyków dualnych.
Wtyczka elektryczna - element, umożliwiający podłączenie urządzeń zasilanych z sieci elektrycznej do gniazda elektrycznego .trójfazowa wtyczka z uziemieniem wg przemysłowego standardu IEC 60309W różnych krajach świata obowiązują różne standardy zasilania, dlatego kształt i konstrukcja wtyczek (jak również odpowiadających im gniazd) ma w różnych krajach różny kształt i wygląd. Inne są także wtyczki (i gniazda) do zasilania urządzeń trójfazowych, a inne - dla jednofazowych. W przypadku urządzeń przemysłowych zazwyczaj stosowany jest międzynarodowy standard IEC 60309, wprowadzony w życie w roku 1999. Gniazda i wtyczki w tym standardzie są znacznie większe od tych stosowanych w urządzeniach domowych, mają też większą odporność mechaniczną i obciążalność.
W przypadku wtyczek jednofazowych, zasilających niewielkie urządzenia przenośne często nie jest wymagane ich uziemienie, i do nich stosowane są najprostsze gniazda i wtyczki, bez dodatkowego doprowadzenia uziemienia. Na kontynencie europejskim wszystkie urządzenia takie na ogół posiadają wtyczki jednakowego standardu, oznaczanego literą "C" (standard brytyjski "D" jest zupełnie odmienny).
W ramach wspólnego "kontynentalnego" standardu europejskiego oznaczanego literą "C" występują jednak różne podwarianty (tzw. francuski albo niemiecki, oznaczane odpowiednio literami "E" i "F"), w zależności m.in. od tego, w jaki sposób doprowadzane jest uziemienie do obudowy urządzenia: w wariancie niemieckim są to styki doprowadzające uziemienie po bokach wtyczki, a w standardzie francuskim (używanym też w Polsce) w gniazdku znajduje się dodatkowy bolec, doprowadzający uziemienie do odpowiedniego styku we wtyczce.
Wobec potrzeby zachowania użyteczności urządzeń w różnych krajach Europy opracowane zostały wtyczki tzw. hybrydowe, umożliwiające podłączanie do gniazd różnych wariantów (tj. zarówno do niemieckiego, jak francuskiego).
15